Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb CW01 - Teorie měření a regulace © Ing. Václav Rada, CSc. ZS – 2010/

T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 A Další pokračování o principech měření …………

T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2010/2011 A Měření fyzikálních veličin – tlaku Hodnota informace o tlaku v daném místě a v daném časovém okamžiku je dána existujícími snímači, jejich rozdělení může být například takto: podle principu: kapalinovédeformační odporovémagnetické piezoelektrické termoemisivní ionizační dynamické světlovodnéoptické termonukleární … další.

T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 A Měření fyzikálních veličin – tlaku Základní jednotkou je 1 Pa [Pascal], což je tlak, který vyvolá síla 1 N působící kolmo na plochu 1 m 2. V praxi se používají (a jsou běžnější) násobky kPa (kilo Pascal), MPa (Mega Pascal) a další. Pro převod na jiné používané rozměry platí například vztahy: 1 Pa = 1 N/m 2 1 bar = 105 N/m 2 = 100 kN/m 2 = 100 kPa.

T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 A Měření fyzikálních veličin – tlaku Pro převod na jiné používané rozměry platí vztahy: 1 Pa = 1 N/m 2 = 0,1019 kg / m 2 = 9,869 * atm = bar = 7,502 * mm Hg (torr) = 1,45 * psi = 2,953 * inch Hg = 4,014 * inch H 2 O 1 psi (poud / inch) = 27,68 inch H 2 O = 2,036 inch Hg = 703,1 mm H 2 O = 51,71 mm Hg (torr) = 0, atm = 68,948 mbar = 0, bar = 0, kg/m 2 = Pa = 6,8948 kPa 1 bar = 100 kPa = 0,986923atm = 750,06 mm Hg (torr) = 1,0197 * 10 4 kg/m 2 1 atm = 1,01325 * 10 5 Pa = 760 mm Hg (torr) = 1,01325 bar = 14, psi 1 torr = 1 mm Hg = 1,333 * 10 2 Pa = 1,316 atm = 1,333 * 10 2 Pa =13,59 kg/m 2

T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2010/2011 A Měření fyzikálních veličin – tlaku Podle základního konstrukčního provedení snímače pak lze uvést dělení: mechanické tepelné elektrické tenzometrické piezoelektrické

T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2010/2011 A Měření fyzikálních veličin – tlaku Jiné rozdělení podle konstrukce s kapalinou: nádobové trubicové plovákové zvonové prstencové pístové

T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2010/2011 A Měření fyzikálních veličin – tlaku Jiné rozdělení podle konstrukce s možností deformace: membránové vlnovcové trubicové

T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2010/2011 A Měření fyzikálních veličin – tlaku Pro měření a vyhodnocování informací o tlaku se uvádí druh tlaku: absolutní tlak absolutní nulový tlak vakuum barometrický tlak přetlak podtlak statický tlak dynamický tlak rozdílový tlak celkový tlak

T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 Měření fyzikálních veličin – tlaku převodu tlaku na sílu působící na element čidla přes pružný člen s nábojem piezoelektrické optické magnetické odporové (el.) ohyb tah tlak smyk krut přímý (intrinsitický) Obvyklý princip u snímačů (čidel) je většinou založen na

T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 Měření fyzikálních veličin – tlaku snímací prvek (čidlo) převod na elektrický signál deformační prvek Blokové schema snímače tlaku

T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 A Měření fyzikálních veličin – tlaku Trubicový tlakoměr Patří k nejstarším známým provedením tlakoměrů. Konstrukčně je velice jednoduchý. Nevýhodou je, že se na U-trubici obvykle používá sklo, které není mechanicky moc pevné. Pro vyšší tlaky se užívá jednoho zataveného konce, který v daném objemu vytváří příslušný protitlak. Pro běžná měření je protitlakem barometrický tlak ovzduší.

T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 A Měření fyzikálních veličin – tlaku Trubicový tlakoměr Patří k nejstarším známým provedením tlakoměrů. Konstrukčně je velice jednoduchý. Nevýhodou je, že se na U-trubici obvykle používá sklo, které není mechanicky moc pevné. Pro vyšší tlaky se užívá jednoho zataveného konce, který v daném objemu vytváří příslušný protitlak. Pro běžná měření je protitlakem barometrický tlak ovzduší.

T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2010/2011 Měření fyzikálních veličin – tlaku Trubicový tlakoměr založený na principu „U“ trubice – rozdíl hladin odpovídá rozdílu tlaků h úroveň 0 p1p1 p2p2

T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 A Měření fyzikálních veličin – tlaku Hydrostatické tlakoměry Jsou založeny na účinku hydrostatického tlaku vyvozeného působením dané kapaliny a platí pro něj vztah: p 1 = p 2 + ρ * g * ∆h

T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 Měření fyzikálních veličin – tlaku Hydrostatické tlakoměry měřený tlak p 1 průřez S 1 velké válcové nádoby – má být 100 až 1000 krát větší než S 2 měřený tlak p 2 průřez S 2 malé válcové nádoby h 1 – vznikne působením tlaku p 1 – prakticky neměřitelný a h 2 = ∆h ∆h h2h2

T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 Měření fyzikálních veličin – tlaku Hydrostatické tlakoměry měřený tlak p posun ∆x vyvolaný tlakem na membránu

T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2010/2011 Měření fyzikálních veličin – tlaku Hydrostatické tlakoměry měřený tlak p ∆l ∆ α

T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 Měření fyzikálních veličin – tlaku Hydrostatické tlakoměry dva tenzometrické snímače spojovací vodič p membránová dutina

T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 Měření fyzikálních veličin – tlaku Hydrostatické tlakoměry ∆l∆l tlak p tuhost a tloušťka membrány s tenká – malé tlaky do 100 Pa tuhá (silná) vyšší tlaky 2 *R 4 ks tenzometrů nalepených na povrchu membrány – 2 pro radiální deformaci a 2 pro tangenciální deformaci membrány

T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 Měření fyzikálních veličin – tlaku Hydrostatické tlakoměry ∆x ∆U nebo ∆R ∆p

T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 A Měření fyzikálních veličin – tlaku Hydrostatické tlakoměry

T- MaR © VR - ZS 2010/2011 … a to by bylo k informacím o tlaku (skoro) vše

T- MaR © VR - ZS 2009/2010 Témata